Verbetering van de efficiëntie van de waarneming en analyse van kristallen (aminozuren, proteïnen en andere stoffen)
De levensmiddelenindustrie en de farmaceutische industrie produceren producten die rechtstreeks in het menselijk lichaam worden opgenomen, en moeten dus extreem veilig en kwalitatief zeer goed zijn.
Om aan deze eisen te voldoen, moeten passende kwaliteitscontrole en kwaliteitsborging worden uitgevoerd door de kristallen in elk proces nauwkeurig te onderzoeken, zoals de acceptatie van gekristalliseerde grondstoffen, het kristallisatieproces en de waarneming en analyse van verwerkte kristallen.
In dit gedeelte worden toepassingsvoorbeelden gegeven van onze 4K digitale microscoop waarmee moeilijke en tijdrovende waarnemingen en analyses van kristallen eenvoudig en snel met één enkel apparaat kunnen worden uitgevoerd.
- Wat is een kristal?
- Benodigdheden voor kristallen en problemen bij de waarneming en analyse
- Toepassingsvoorbeelden van onze 4K digitale microscoop waarmee de problemen bij het waarnemen en analyseren van kristallen tot het verleden behoren
- Een 4K digitale microscoop waarmee de efficiëntie van de waarneming en analyse van kristallen en van de werkzaamheden in de levensmiddelenindustrie en de farmaceutische industrie aanzienlijk wordt verbeterd
Wat is een kristal?
Een kristal is een vaste stof waarin bestanddelen zoals atomen, moleculen of ionen sterisch zijn gerangschikt in regelmatig herhalende patronen, die een ruimteraster vormen. De rangschikking van atomen in een kristal wordt kristalstructuur genoemd en de minimale eenheid in een zich regelmatig herhalend patroon wordt een eenheidscel genoemd. Behalve atomen en anorganische moleculen kunnen zelfs proteïnen met meer dan één miljoen moleculen kristalliseren.
Een typerend kristal is een veelvlak, bestaande uit vele platte vlakken en scherpe randen die verschillende hoeken vormen. Veel kristallen zijn anisotroop, zodat die in verschillende richtingen verschillende eigenschappen hebben zoals brekingsindex en elasticiteit.
Benodigdheden voor kristallen en problemen bij de waarneming en analyse
In de voedingsmiddelenindustrie en de farmaceutische industrie wordt op grote schaal gebruik gemaakt van kristaltechnologieën voor diverse actieve farmaceutische ingrediënten (API's) en stoffen zoals proteïnen, aminozuren en zetmeel, die bij de fabricage van producten worden gebruikt. Omdat het gebruik van kristallen een extra waarde aan de producten kan toevoegen, maken steeds meer fabrikanten gebruik van het kristallisatieproces of kopen zij kristallen in. Bij de fabricage van producten met kristallen zijn de zuiverheidsgraad, de vorm, de verdeling van deeltjesgroottes, de oplosbaarheid, de vloei-eigenschappen en enkele andere factoren van belang voor het handhaven of verbeteren van de kwaliteit van producten.
Veel eigenschappen van kristallen zijn afkomstig van de atomen of moleculen waaruit het kristal is opgebouwd, of van de relatieve posities van de atomen of moleculen in het kristal. Deze eigenschappen zijn anisotroop, met name in de optische eigenschappen zoals de brekingsindex, de absorptiecoëfficiënt, de hoek van optische draaiing en de depolarisatieverhouding. Anderzijds wordt bij standaardevaluaties van gekochte kristallen of kristallisatieresultaten hoofdzakelijk gebruik gemaakt van de waarneming en analyse van het uiterlijk, de vorm, de verdeling van de deeltjesgrootte en andere soortgelijke zaken van kristallen als standaardparameters.
De waarneming en analyse van deze items zijn echter moeilijk omdat kristallen uiterst klein zijn en complexe driedimensionale vormen alsmede verschillende gradaties van lichttransparantie, lichtbreking en diffuse reflectie hebben. De volgende problemen zijn enkele specifieke problemen.
- Aangezien kristallen driedimensionaal zijn, kan slechts een deel van het monster bij een sterk vergrote waarneming scherp in beeld worden gebracht.
- De randen hebben verschillende hoeken die diffuse reflecties genereren, waardoor het lastig is om de verlichtingscondities te bepalen.
- Veel kristallen hebben een laag contrast ten opzichte van de achtergrond, wat het moeilijk maakt de omtrek van de kristallen vast te leggen.
- Kwantitatieve analyses en waarnemingen zijn problematisch als gevolg van de bovengenoemde factoren.
Lees verder voor een inleiding tot de toepassingsvoorbeelden van onze 4K digitale microscoop, die de verfijning, kwantificering en werkefficiëntie van de waarneming en analyse van kristallen verbetert door diverse problemen op te lossen.
Toepassingsvoorbeelden van onze 4K digitale microscoop waarmee de problemen bij het waarnemen en analyseren van kristallen tot het verleden behoren
Voor het oplossen van problemen bij het waarnemen en analyseren van complexe doelen zoals kristallen, baseert KEYENCE zich al meer dan 30 jaar op de feedback van gebruikers uit deze bedrijfstakken om nieuwe digitale microscopen te vervaardigen die aan hun behoeften voldoen.
Ons nieuwste product is de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks. Deze microscoop heeft een waarnemingssysteem waarmee gebruikers op eenvoudige wijze optimaal gebruik kunnen maken van de krachtige mogelijkheden en de diverse functies van deze microscoop, waardoor overspecialisatie van het werk wordt vermeden en de arbeidsefficiëntie wordt verbeterd.
Lees verder voor toepassingsvoorbeelden van de VHX-reeks bij het waarnemen en analyseren van kristallen.
Waarneming en analyse van API-kristallen en aanmaak van rapporten
Aangezien API-kristallen, die worden gebruikt bij het maken van medicijnen, driedimensionaal zijn, kunnen beelden van die kristallen bij veel waarnemingen niet in het hele zichtveld scherp worden gebracht. Bovendien wordt het contrast minder scherp door de kristalspecifieke transparantie en lichtbreking, waardoor het moeilijk wordt om de vormen duidelijk waar te nemen.
Met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan er onder verschillende verlichtingscondities worden gewerkt, waardoor snel en gemakkelijk een omstandigheid kan worden bepaald wat normaal gesproken veel tijd kost. Deze microscoop is voorzien van een multiverlichtingsfunctie, waarmee automatisch met één druk op een knop meerdere beelden onder een omnidirectionele verlichting kunnen worden vastgelegd. Het waarnemen van kristallen kan onmiddellijk worden gestart met behulp van 4K-beelden met hoge resolutie door simpelweg een geschikt beeld uit de vastgelegde beelden te selecteren.
Omdat de gegevens van meerdere vastgelegde beelden worden opgeslagen, kan elk beeld gemakkelijk worden gebruikt voor het waarnemen van het doel, bijvoorbeeld op een andere dag onder andere verlichtingscondities.
Bovendien kunnen met een beeld dat eerder was gemaakt, de omstandigheden waaronder dat beeld werd vastgelegd, worden gereproduceerd. Een ander monster van hetzelfde type doel kan gemakkelijk onder dezelfde omstandigheden op een andere dag en tijd door een andere gebruiker worden waargenomen.
De VHX-reeks kan ook naadloos overschakelen van het waarnemen van kristalkorrelgroottes tot het analyseren van kristalkorrelgroottes. De functie voor het automatisch meten en tellen van gebieden kan worden gebruikt om binarisatie uit te voeren op een gebied dat met eenvoudige bewerkingen bij een willekeurige drempel is opgegeven. Gebiedsmeting en telling van kristallen kunnen automatisch worden uitgevoerd.
Deze functie meet, berekent en telt automatisch gedetailleerde waarden zoals het aantal, het gemiddelde oppervlak, de standaardafwijking, de maximumwaarde, de minimumwaarde, de gebiedsverhouding en andere kenmerken van kristallen in het geselecteerde gebied, alsmede het oppervlak, de omtrek, de maximumdiameter en de minimumdiameter van elk kristal, en geeft deze waarden vervolgens als een lijst weer. Doelen in het geselecteerde gebied die niet nodig zijn, kunnen worden uitgesloten en overlappende doelen kunnen van elkaar worden gescheiden, waardoor er zeer nauwkeurig kan worden geanalyseerd.
Excel kan bovendien op de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks worden geïnstalleerd waardoor vastgelegde beelden en waarden kunnen worden uitgevoerd en in een willekeurig sjabloon kunnen worden geplaatst, waarvan automatisch een rapport kan worden gemaakt.
Deze verschillende functies verbeteren de eenvoud en efficiëntie van de werkzaamheden die nodig zijn voor het waarnemen en analyseren en voor het aanmaken van rapporten, wat een enorme besparing oplevert van het aantal werkuren.
Waarneming van zetmeelkristallen met hoog contrast
Zetmeelkristallen zijn zeer doorzichtig en verdwijnen daardoor gedeeltelijk in de achtergrond. Dat maakt het lastig om de kristalcontouren en -vormen duidelijk waar te nemen.
Naast de achtergrondverlichting die voor doorvallende verlichting zorgt, heeft de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks een HDR-functie (High Dynamic Range) waarmee meerdere beelden met verschillende sluitertijden worden vastgelegd die vervolgens kunnen worden samengevoegd tot één beeld met hoge kleurengradatie. Met deze functie kunnen 4K-beelden met hoge resolutie en hoog contrast worden vastgelegd, zelfs voor doelen zoals zetmeelkristallen met een laag contrast in de achtergrond, zodat contouren en structuren van kristallen duidelijk kunnen worden waargenomen.
Waarneming van aminozuurkristallen en proteïnekristallen
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks die een hoge resolutie combineert met een grote scherptediepte, is voorzien van een veelzijdige verlichtingseenheid met hoge functionaliteit. Dit apparaat heeft biedt verschillende verlichtingscondities zoals doorvallende verlichting (achtergrondverlichting), coaxiale verlichting en polariserende verlichting.
Bovendien kunnen met de multiverlichtingsfunctie, waarmee automatisch met één druk op een knop meerdere beelden onder een omnidirectionele verlichting kunnen worden vastgelegd, snel de verlichtingscondities specifiek voor elk kristal worden ingesteld.
Dankzij de hoge prestaties, de functionaliteit en het waarnemingssysteem van de VHX-reeks kunnen 4K-beelden met hoge resolutie gemakkelijk worden waargenomen, zelfs van kristallen met wisselende vormgevingen zoals die van aminozuren en eiwitten, waarvan de waarnemingsomstandigheden lastig te bepalen zijn.
Een 4K digitale microscoop waarmee de efficiëntie van de waarneming en analyse van kristallen en van de werkzaamheden in de levensmiddelenindustrie en de farmaceutische industrie aanzienlijk wordt verbeterd
Het is moeilijk om de voorwaarden voor kristallen te bepalen en het waarnemen en analyseren van kristallen kan tijdrovend en lastig zijn. Zoals bovenstaande voorbeelden laten zien, wordt de efficiëntie van deze waarneming en analyse sterk verbeterd door de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks.
Dankzij de combinatie van een optisch systeem en een 4K CMOS-beeldsensor waarmee 4K-beelden met hoge resolutie kunnen worden vastgelegd, een veelzijdig verlichtingssysteem dat de transparantie van kristallen ondersteunt, en een waarnemingssysteem dat diverse functies met eenvoudige handelingen toegankelijk maakt, kan het waarnemen van kristallen tamelijk geavanceerd zijn.
Deze microscoop ondersteunt naadloos de automatische gebiedsmeting en telling van kristallen in het waarnemingszichtveld en de automatische aanmaak van rapporten met één enkele unit, waardoor de werkefficiëntie aanzienlijk wordt verbeterd.
De VHX-reeks is voorzien van een groot aantal andere functies en biedt krachtige ondersteuning voor diverse waarnemings- en analysewerkzaamheden in de levensmiddelenindustrie en de farmaceutische industrie.
Klik op de onderstaande knoppen voor aanvullende informatie of vragen over de VHX-reeks.
